DE69029658T3 - Method and device for compressing a communication signal - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Kommunikationssysteme und insbesondere die Kompression von Kommunikationssignalen, um erhöhte eine Kapazität des Kommunikationssystems zu ermöglichen.The The present invention relates to communication systems, and more particularly the compression of communication signals increased by one capacity of the communication system.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Telekommunikationssysteme sind in der Technik gut bekannt. Aus der anfänglichen Arbeit von Samuel Morse, US-Patent Nr. 1.647 (1840) und Alexander Graham Bell, US-Patent 174.465 (1876) hat sich um den Globus herum und darüberhinaus eine ganze Telekommunikationsindustrie entwickelt.telecommunications systems are well known in the art. From the initial work of Samuel Morse, US Patent No. 1,647 (1840) and Alexander Graham Bell, US Patent 174,465 (1876) has around the globe and beyond a whole telecommunications industry developed.
Sowohl die Codierung als auch die Taktung hat durch die historische Entwicklung der Kommunikationssysteme hindurch eine Schlüsselrolle gespielt. Beispielsweise wurden vor der Erfindung des Telefons Nachrichten in Morsezeichen codiert und entsprechende elektronische Impulse übertrugen die kodierten Nachrichten über Telegraphleitungen, woraufhin sie empfangen und decodiert wurden. Danach konnte durch die Umkehrung der Vorgänge eine Antwort überbracht werden. Die manuelle Codierung und Decodierung von Nachrichten verhinderte die direkten Echtzeit-Kommunikationen zwischen zwei Personen.Either the coding as well as the timing has gone through the historical evolution played a key role in communication systems. For example Messages were written in Morse code before the invention of the phone coded and corresponding electronic pulses transmitted the coded messages via telegraph lines, whereupon they were received and decoded. After that could through the reversal of events an answer delivered become. Manual encoding and decoding of messages prevented the direct real-time communications between two persons.
Mit dem Aufkommen des Telefons wurde durch die elektronische Codierung von Sprachmustern in Kommunikationssignale, deren Signale über Drähte zwischen zwei Telefonen übertragen wurden, die Echtzeit-Kommunikation ermöglicht. Die Geschwindigkeit des elektronischen Kommunikationssignals, das die Geschwindigkeit des Schalls weit überschritt, erlaubte die Echtzeit-Kommunikation zwischen Individuen über beträchtliche Entfernungen, ohne eine merkliche Zeitverzögerung.With the advent of the phone was through the electronic coding of speech patterns in communication signals, their signals via wires between transfer two phones that enabled real-time communication. The speed the electronic communication signal, the speed the sound far exceeded allowed real-time communication between individuals over significant Distances, without a noticeable time delay.
Heute sind Kommunikationssignale nicht auf Drähte beschränkt, sondern werden auch durch eine Mikrowelle, Funkwelle und Lichtleiter getragen. Diese Vorteile haben die globalen Echtzeit-Telekommunikationen zugelassen. Darüberhinaus wird die Echtzeit-Kommunikationsdienstleistung vom Verbraucher erwartet.today Communication signals are not limited to wires, but are also through a microwave, radio wave and light guide worn. These advantages have allowed global real-time telecommunications. Furthermore the real-time communications service is expected by the consumer.
Anders als in Zusammenhang mit gewöhnlichen festverdrahteten Telefonsystemen, wo ein einziges Telefon-Kommunikationssignal auf einem Paar von Drähten geführt wird, wurde eine Zeitmultipex-Technik verwendet, um die Kapazität der verschiedenen Trägermedien zu verbessern. Beispielsweise können viele Kommunikationssignale zusammen multiplext und über einen einzigen Lichtleiter geführt werden. Entsprechend kann ein einziges Lichtleiterkabel ein hundert Paar-Drahtkabel ersetzen und sogar eine größere Signalübertragungsleistung bereitstellen.Different as in connection with ordinary hard-wired telephone systems, where a single telephone communication signal on a pair of wires guided A time-multiplex technique was used to increase the capacity of the various carrier media to improve. For example, you can many communication signals are multiplexed together and over one led single light guide become. Accordingly, a single fiber optic cable can be a hundred Replace pair wire cables and even provide greater signal transmission performance.
Derselbe Grundsatz wurde mit Rücksicht auf Funktelefonsysteme verwendet. Funktelefonsysteme sowohl für stationäre als auch mobile Verwendungszwecke sind in der Technik gut bekannt. Beispielsweise erlauben Funktelefonsystem in abgelegenen ländlichen Gebieten, wo die Installation und Wartung herkömmlicher Telefondrahtleitungen unerschwinglich ist, die Übertragung zwischen Basis- und diversen Teilnehmerstationen, um die Telefon-Dienstleistung zu ermöglichen. Die Verbreitung mobiler Funktelefonsysteme in Form von Zellular-Autotelefonen, die überall erhältlich sind, nimmt immer mehr zu.the same Principle was with consideration used on cellular telephone systems. Radiotelephone systems for both stationary and Mobile uses are well known in the art. For example allow cellular phone system in remote rural areas where the installation and maintenance of conventional Telephone wiring is prohibitive, the transmission between base and various subscriber stations to the telephone service to enable. The proliferation of mobile radiotelephone systems in the form of cellular car phones, which are widely available increases more and more.
Funktelefonsysteme verwenden anstelle von Drahtkabeln eine Gruppe von ausgesuchten Funkfrequenzen zur Übertragung von Kommunikationssignalen. Ein typisches stationäres Funktelefonsystem kann 13 Paare ausgesuchter Frequenzen oder Kanäle verwenden, über die die Kommunikationssignale zwischen Teilnehmerstationen und einer gemeinsamen Basisstation übertragen und empfangen werden.Radiotelephone systems use a group of selected instead of wire cables Radio frequencies for transmission of communication signals. A typical stationary radiotelephone system can Use 13 pairs of selected frequencies or channels over the the communication signals between subscriber stations and a shared base station and to be received.
Infolge der Tatsache, daß für den Funktelefonverwendungszweck nur ein beschränktes Frequenzband zugelassen ist, wurde die Zeitmultiplex-Technik verwendet, um die Kapazität von Funk-Telekommunikationssystemen zu verbessern. Beispielsweise offenbart das US-Patent Nr.4.675.863 ein stationäres Funktelefonsystem, das 26 Kanalpaare verwendet, von denen jedes bis zu vier Kommunikationssignale auf einmal führen kann.As a result the fact that for the radiotelephone use purpose only a limited frequency band allowed, the time-division multiplexing technique was used to capacity of radio telecommunications systems to improve. For example, U.S. Patent No. 4,675,863 a stationary one Radiotelephone system that uses 26 channel pairs, each of which can carry up to four communication signals at once.
Anders als für Lichtleiter-Kommunikationsübertragungen, die Kommunikationssignale im Gigahertz-Bereich an ihren und von ihrem Bestimmungsort beschleunigen können, sind Trägerfunkfrequenzen (Kanäle) in ihrer Kapazität wesentlich stärker beschränkt.Different as for Fiber-optic communications transmissions, the communication signals in the gigahertz range at their and from their destination are carrier radio frequencies (Channels) in their capacity much stronger limited.
Um die Kapazität von Funkkanälen zu verbessern, wurden Voice-Signal-Kompressionsverfahrensweisen verwendet. Eine Verfahrensweise, die sich als erfolgreich erwiesen hat, ist die Rest-Anregungs-LPC-Codierung (Residual Excited Linear Predictive Coding – RELP), wie sie beispielsweise in WO 86/02726 offenbart ist. RELP gestattet die Kompression eines 64 Kilobit pro Sekunde-Voice-Kommunikationssignals in ein 14,6 Kilobit pro Sekunde-codiertes Signal, das über den Funkkanal übertragen wird. Das 14,6 Kilobit pro Sekunde- wird decodiert, wenn es empfangen wird, um ein 64 Kilobit pro Sekunde-Signal zu rekonstruieren, das nahezu keinen wahrnehmbaren Verlust in der Signalqualität aufweist.Around the capacity of radio channels have been improving voice signal compression schemes used. A procedure that proved successful has residual excitation LPC coding (Residual Excited Linear Predictive Coding - RELP), as disclosed, for example, in WO 86/02726. RELP allowed the compression of a 64 kilobits per second voice communication signal into a 14.6 kilobit-per-second coded signal over the Transmit radio channel becomes. The 14.6 kilobits per second is decoded when it is received to reconstruct a 64 kilobit per second signal that is close to has no noticeable loss in signal quality.
Dem Mechanismus der RELP zugrundeliegend ist eine rekursive Codierungs- und Decodierungsformel, die von den harmonischen Schwingungen der menschlichen Stimme abhängt, die wiederum statistisch voraussagbare Wellenmuster bereitstellt. Im Gegensatz zu Voiceübertragungen zeigen jedoch Daten-Kommunikationssignale wie beispielsweise Modem- und Fax-Signale (Fernkopierer) nicht die harmonischen Eigenschaften, die für Voicesignale charakteristisch sind. Entsprechend ist die RELP-Signalkompression-Verfahrensweise, die für Voicesignale verwendet wird, für Fax- und Modem-Kommunikationssignale nicht ganz geeignet. Es wäre wünschenswert, ein geeigneteres Codierungs-Kompressionssystem für Datensignale bereitzustellen.Underlying the mechanism of the RELP is a recursive coding and decoding formula derived from harmonic oscillations depends on the human voice, which in turn provides statistically predictable wave patterns. However, unlike voice transmissions, data communication signals such as modem and facsimile (fax) signals do not exhibit the harmonic characteristics characteristic of voice signals. Accordingly, the RELP signal compression scheme used for voice signals is not quite suitable for fax and modem communication signals. It would be desirable to provide a more suitable encoding compression system for data signals.
Eurocon '86, siebte europäische Konferenz der Elektrotechnik, Paris, 21–23 April 1986, Seiten 484–491, F. Jondral et al "On the application of digital signal processing und pattern recognition methods to the automatic classification of high frequency Signals" beschreibt eine Funküberwachungsvorrichtung, die die Fähigkeit hat, Hochfrequenzsignale zu klassifizieren, die wiederum auf der Erlernung natürlicher Signalsätze basieren. Zu diesem Zweck werden sowohl lineare als auch polynomische Klassifizierer untersucht.Eurocon '86, seventh European conference of the Electrical Engineering, Paris, 21-23 April 1986, pages 484-491, F. Jondral et al the application of digital signal processing and pattern recognition Methods to the automatic classification of high frequency signal "describes a Radio monitoring device the ability has to classify high frequency signals, in turn, on the Learning natural signal sets based. For this purpose, both linear and polynomial Classifier examined.
Ein Verfahren und System entsprechend der Einleitung der jeweiligen Ansprüchen 1 und 11 wird in „Data Compression of Voiceband Modem signals", D. Lin et al., 40th IEEE Vehicular Technology Conference, May 6–9 1990 beschrieben.One Method and system according to the introduction of the respective claims 1 and 11 will appear in "Data Compression of Voiceband Modem Signals ", D. Lin et al., 40th IEEE Vehicular Technology Conference, May 6-9 1990 described.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Funktelefonsystem bereitzustellen, das für den Benutzer ungeachtet der Telekommunikation von Stimme, Fax oder Daten transparent ist. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Datensignal-Kompressionsverfahren bereitzustellen.A Object of the present invention is a radiotelephone system to provide that for the Users regardless of the telecommunications of voice, fax or data is transparent. It is a further object of the invention to provide improved data signal compression method.
Die obige Aufgabe und weitere Aufgaben, die hiernach offensichtlich werden, werden durch ein Verfahren und System zur Übertragung von Kommunikationssignalen erreicht, wie in den anhängigen Ansprüchen definiert.The above object and other objects, which will be apparent hereinafter will be through a method and system for transmission of communication signals as defined in the appended claims.
Das System ist gekennzeichnet, durch seine Identifizierung des Typs des Kommunikationssignals, wie zum Beispiel zwischen Gespräch, Fax oder Modem, sowie die Verwendung von verschiedenen Kompressionsmethoden entsprechend der Art des Kommunikationssignals.The System is characterized by its identification of the type the communication signal, such as between conversation, fax or modem, as well as the use of different compression methods according to the type of communication signal.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER GEGENWÄRTIG BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMDETAILED DESCRIPTION THE CURRENT PREFERRED EMBODIMENT
Auf
Ein typisches System kann 26 vorbestimmte Kanäle im 450 Megahertz-Spektralbereich verwenden. Die Anzahl der Kanäle ist im allgemeinen infolge der Zuweisung durch die Regierung von ausgewählten Bereichen des Funkspektrums für Funktelefonsysteme beschränkt. Beispielsweise gibt die Bundes-Fernmelde-Behörde (Federal Communication Comission = FCC) in den USA in diesem Zusammenhang bestimmte Regelungen aus.One typical system may have 26 predetermined channels in the 450 megahertz spectral range use. The number of channels is generally due to the allocation by the government of chosen Areas of the radio spectrum for Radiotelephone systems limited. For example, the Federal Telecommunications Authority (Federal Communication Commission FCC) in the US in this context certain regulations.
Basisstation-Teilnehmerstation-Kommunikation wird im allgemeinen über Paare von Frequenzkanälen innerhalb des festgelegten Spektralbands durchgeführt. Vorzugsweise überträgt die Basisstation Signale auf der tieferen der zwei Frequenzen in jedem Paar und empfängt Signale aus der Teilnehmerstation auf der höheren der zwei Frequenzen eines jeden Paars. In einem System, in dem 26 Frequenzkanäle verfügbar sind, ist die Basisstation aufgebaut, um über 13 verschiedene Kanalpaare gleichzeitig Signale zu übertragen und zu empfangen.Base station-subscriber station communication is generally over Pairs of frequency channels performed within the specified spectral band. Preferably, the base station transmits Signals on the lower of the two frequencies in each pair and receives signals from the subscriber station to the higher of the two frequencies of each Pair. In a system where 26 frequency channels are available, the base station is built to over 13 different channel pairs to transmit signals simultaneously and to receive.
Um die Fähigkeit eines solchen Funktelefonsystems zu verbessern, wurde das Zeitmultiplexen von Kommunikationssignalen verwendet. Beispielsweise wird im Funktelefon-Kommunikationssystem des US-Patents Nr.4.575.863 – das am 23. Juni 1987 unter dem Titel "SUBSCRIBER RF TELEPHONE SYSTEM FOR PROVIDING MULTIPLE SPEECH AND/OR DATA SIGNALS SMULTANEOUSLY OVER EITHER A SINGLE OR A PLURALITY OF RF CHANNELS (Wilson et al.)" erteilt wurde – ein Telefonsystem offenbart, das zuläßt, daß bis zu vier Kommunikationssignale über ein einziges Paar von Funkkanälen übertragen werden.Around the ability of such a radiotelephone system has been time multiplexed by Communication signals used. For example, in the radiotelephone communications system of the U.S. Patent No. 4,575,863 - the on June 23, 1987 entitled "SUBSCRIBER RF TELEPHONE SYSTEM FOR PROVIDING MULTIPLE SPEECH AND / OR DATA SIGNALS SMULTANEOUSLY OVER EITHER A SINGLE OR A PLURALITY OF RF CHANNELS (Wilson et al.) "Was granted - a telephone system discloses that allows up to four communication signals via transmit a single pair of radio channels become.
Entsprechend wird jedes Kanalpaar in vier Zeitschlitze aufgeteilt, so daß die Basisstation über ein einziges Kanalpaar gleichzeitig mit vier verschiedenen Teilnehmerstationen kommunizieren kann. Dies verbessert wirksam die Kapazität des Funktelefon-Vierfach-Systems, so daß über das 13 Kanalpaar-Funksystem über 50 Telekommunikationssignale gleichzeitig übertragen werden können. Grundsätzlich ist einer der in den 13 Kanalpaaren definierten 52 Zeitschlitze für die Durchführung von System-Zusatzfunktionen, wie beispielsweise die Zuordnung von Kanälen und Zeitschlitzen für die spezifischen Telekommunikationssignale, die mit ausgewählten Teilnehmerstationen übertragen werden, reserviert. Ein derartiges Zeitmultiplex-Funktelefonsystem kann eine normale Telefondienstleistung für 500 oder mehr Teilnehmerstationen zur Verfügung stellen.Corresponding Each channel pair is divided into four time slots, so that the base station via a single channel pair simultaneously with four different subscriber stations can communicate. This effectively improves the capacity of the radio telephone quad system, so that about the 13 channel pair radio system over 50 telecommunication signals can be transmitted simultaneously. Basically one of the 52 timeslots defined in the 13 channel pairs for performing System additional functions, such as the assignment of channels and time slots for the specific ones Telecommunication signals transmitted with selected subscriber stations be reserved. Such a time-division radio telephone system can be a normal phone service for 500 or more subscriber stations to disposal put.
Ein solches Funk-Telekommunikationssystem, das arbeitet, indem es die Zeitmultiplex-Technik verwendet, ist das UltraphoneTM-System, das von der "International Mobile Maschines"-Gesellschaft, dem Inhaber der vorliegenden Erfindung, im Handel erhältlich ist.One such radio telecommunication system that operates using the time-division multiplexing technique is the Ultraphone ™ system, which is commercially available from the International Mobile Machinery Corporation, the assignee of the present invention.
Um die verbesserte Kommunikationsfähigkeit der Funkkanalpaare durch eine Zeitmultiplex-Technik durchzuführen, werden die Standard-Kommunikationssignale zwischen den Teilnehmern komprimiert, um in den Zeitschlitz zu passen, der durch das Zeitmultiplex-System gewährt wird. Beispielsweise wird unter Bezugnahme auf das oben bekannte US-Patent 4.675.863 ein typisches digitalisiertes Kommunikationssignal von 64 Kilobit pro Sekunde- in ein codiertes Signal von annähernd 14,6 Kilobit pro Sekunde-komprimiert.Around the improved communication skills the radio channel pairs by a time-division multiplex technique to perform compressed the standard communication signals between the participants, to fit into the timeslot created by the time-division multiplexing system granted becomes. For example, with reference to the above-known U.S. Patent 4,675,863 discloses a typical digitized communication signal from 64 kilobits per second to a coded signal of approximately 14.6 Kilobits per second-compressed.
In der Praxis wird ein Standard-Analog-Telekommunikationssignal anfänglich in ein 64 Kilobit pro Sekunde- Digitalsignal umgewandelt. vorzugsweise wird das Signal in ein 8-Bit Byte-Signal gewandelt, wodurch ein 8 Kilobyte pro Sekunde- Digitalsignal erzeugt wird.In In practice, a standard analog telecommunication signal will initially be in converted a 64 kilobits per second digital signal. preferably the signal is converted to an 8-bit byte signal, which adds an 8 kilobyte per second digital signal is generated.
Im herkömmlichen System, auf das oben Bezug genommen wurde, wird das Kommunikationssignal in Schritten von 22,5 Millisekunden verarbeitet. Dies führt zu einem 180 Byte Abtastwert des 8 Kilobyte pro Sekunde-Digitalkommunikationssignals, das in jedem nachfolgenden Rahmen des Funktelefon-Systemkanals verarbeitet wird. Der Zeitmultiplex-Rahmen für jedes Kanalpaar ist aufgebaut, um ein 14,6 Kilobit pro Sekunde- codiertes Signal aufzunehmen. Für einen vorgegebenen 22,5 Millisekundenrahmen ist dies gleichbedeutend mit 41 8-Bit Bytes von Information pro Rahmen. Entsprechend muß für jeden Rahmen die im 180 Byte Abtastwert enthaltene Information in nicht mehr als 41 Bytes für die Übertragung in einen der Zeitschlitze eines ausgewählten Frequenzkanals codiert werden. Darüberhinaus müssen die codierten 41 Bytes beim Empfang an der Empfangsstelle in den 180 Bytes Abtastwert für jeden Rahmen rekonstruiert werden, ohne daß die in dem Kommunikationssignal enthaltene Information verzerrt wird oder verloren geht.in the usual The system referred to above becomes the communication signal processed in steps of 22.5 milliseconds. This leads to a 180 byte sample of the 8 kilobyte per second digital communication signal received in each subsequent frame of the radiotelephone system channel becomes. The time division frame for each pair of channels is built to be 14.6 kilobits per second encoded signal. For This is synonymous with a given 22.5 millisecond frame with 41 8-bit bytes of information per frame. Accordingly must for each Frame the information contained in the 180 byte sample in not more than 41 bytes for transmission coded into one of the time slots of a selected frequency channel become. Furthermore have to the coded 41 bytes when received at the receiving site in the 180 bytes sample for be reconstructed every frame, without that in the communication signal information is distorted or lost.
Für Voiceübertragungen ist es bekannt, ein Rest-Anregungs-LPC-Codierungssystem (RELP) zu verwenden, um ein 180 Byte Abtastwert in ein 41 Byte codiertes Signal zu verarbeiten, das in einem annehmbaren äquivalenten 180 Byte Abtastwert rekonstruiert werden kann. Das RELP-Codierungssystem hängt von der Verwendung bestimmter inhärenter Tonhöhenmerkmale eines Voicesignals ab. Auf ein derartiges Codierungssystem wird im US-Patent Nr.4.675.863 Bezug genommen und detailliert in der am 9. Mai 1986 veröffentlichten PCT-Internationale Veröffentlichung Nr. WO 86/02726 beschrieben, wobei diese Patentanmeldung hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird, als ob sie nachstehend vollständig erläutert sei.For voice transmissions it is known a residual excitation LPC coding system (RELP) to encode a 180 byte sample into a 41 byte sample To process the signal in an acceptable equivalent 180 byte sample can be reconstructed. The RELP coding system depends on the use of certain inherent pitch features of a voice signal. On such a coding system is in US Pat. No. 4,675,863 and described in detail in US Pat May 9, 1986 published PCT International Publication No. WO 86/02726, this patent application hereby is incorporated by reference as if fully explained below.
Während die RELP-Codierung sich für Voicesignale als zufriedenstellend erwiesen hat, ist sie für die Codierung von Fax (Telekopie) und/oder Modem-Kommunikationssignalen nicht vollständig geeignet. Diese Signale zeigen nicht die harmonischen Schwingungs- und Höhenmerkmale eines Voicesignals. Entsprechend erlauben die zugrundeliegenden rekursiven Algorithmen, auf denen die RELP basiert, keineswegs in angemessener Weise die Codierung derartiger Signale. Nichtsdestotrotz sind die Hardware-Prozessoren, die für die RELP-Datenkompression geeignet sind, für die Kompressionsverfahrensweise der vorliegenden Erfindung ebenfalls geeignet. Beispielsweise wird der Texas Instrument Model TMS 32020 Digital-Signalprozessor für die Durchführung des augenblicklichen Kompressionsverfahrens bevorzugt.While the RELP coding has been found to be satisfactory for voice signals, it is not fully suitable for the encoding of fax (facsimile) and / or modem communication signals. These signals do not show the harmonic vibration and elevation characteristics of a voice signal. Accordingly, the underlying recursive algorithms on which the RELP is based do not adequately allow the encoding of such signals. Nonetheless, the hardware processors available for the RELP data compression are also suitable for the compression procedure of the present invention. For example, the Texas Instrument Model TMS 32020 digital signal processor is preferred for performing the instant compression method.
Um
die Übertragung
von Fax- und Modemsignalen in derartigen Funktelefon-Kommunikationssystemen
zu verbessern, wurde dafür
ein verbessertes Codierungsverfahren und Durchführungssystem ersonnen. Unter
Bezugnahme auf
Die
Verarbeitung des Kommunikationssignals von seiner Standard-Analogform
in ein digitales 64 Kilobit pro Sekunde- (8 Kilobyte pro Sekunde) Digitalsignal
zur Verarbeitung in den 180 Byte Abtastwert pro Rahmen ist innerhalb
des Gesamt-Funktelekommunikationsystems
zur Verarbeitung aller Kommunikationssignale standardisiert. Wenn
Fax und/oder Datensignale übertragen
werden, wird das 8 Kilobyte pro Sekunde Digitalsignal
Der
Codierungsprozessor
Jedes
gefiltertes Abtastwert
Die
Rahmenstruktur stimmt mit den Formaterfordernissen der Schlitze überein,
die für
die Kommunikationssignale in den Zeitmultiplex-Kanälen des Funktelefonsystems
zugeteilt sind. Im bevorzugten System beträgt das Rahmenformat
Der
Decodierungsprozessor
Das
interpolierte Gleichphasensignal
In
der bevorzugten Ausführungsform,
die mit dem im US-Patent
4.675.863 offenbarten System kompatibel ist, codiert, wenn das digitalisierte
8 Kilobyte pro Sekunde-Kommunikationssignal
Wie
in
Vorzugsweise
wird, wenn ein Fax-Signal übertragen
wird, das Signal durch einen Faktor von Drei interpoliert, wodurch
die Rahmen-Abtastwert-Größe auf 540
Abtastwerte pro Rahmen wächst.
Das Mischen wird dann für
die Gleichphasen- und
Quadraturkomponente jeweils durch cos(1800t) und sin(1800t) durchgeführt. Das
Tiefpaßfiltern
wird durchgeführt,
um Frequenzen zu beseitigen, die höher als 1400 Hertz liegen.
Die jeweilige Gleichphasen- und Quadraturkomponente
Die
Gleichphasen- und Quadraturabtastwerte
Entsprechend
werden insgesamt 36 8-Bit-Bytes D1–D36 und der 8 Bit Verstärkungsfaktor G
für die
Datenübertragung
durch das Funktelekommunikationssystem – wie beispielsweise das in
Nachdem
der Rahmen über
das Trägermedium übertragen
und empfangen wird, wird der formatierte Rahmen daraufhin decodiert,
indem der 8 Bit Verstärkungsfaktor
G und die 18 Gleichphasen- und 18 Quadratur-quantisierten Bytes
getrennt werden. Die quantisierten Signale
Die
jeweiligen decodierten Gleichphasen- und Quadraturabtastwerte
Für die Modemübertragung sind die Parameter, die für die Datenkompression verwendet werden, leicht verschieden. Wie mit den Faxsignalen werden alle 180 Byte pro Rahmen Digitalsignale durch einen Faktor von 3 interpoliert, um die Abtastwert-Größe auf 540 zu vergrößern. Das Mischen des Signals in ein Gleichphasen- und Quadratursignal durch cos(Ωt) und sin(Ωt) wird so durchgeführt, daß Ω, abhängig davon, ob das Signal vom Anruf- oder vom antwortenden Modem ausgestrahlt wird, entweder gleich 1200 Hertz oder 2400 Hertz ist.For the modem transmission are the parameters for the data compression used to be slightly different. As with The fax signals will transmit digital signals every 180 bytes per frame interpolates a factor of 3 to 540 the sample size to enlarge. The Mixing the signal into an in-phase and quadrature signal by cos (Ωt) and sin (Ωt) so performed that Ω, depending on whether the signal is broadcast from the call or answering modem is equal to either 1200 hertz or 2400 hertz.
Das Tiefpaßfiltern wird mit einer Grenz-Frequenz von 700 Hertz angelegt. Der tiefere Pegel des Tiefpaßfilterns für Modemsignale im Vergleich zu Faxsignalen entsteht infolge der ziemlich schmalen Bandbreite des Frequenzbereichs des Modemsignals um 1200 und 2400 Hertz.The low-pass filters is applied with a limit frequency of 700 hertz. The deeper one Level of low-pass filtering for modem signals Compared to fax signals, this is due to the rather narrow bandwidth the frequency range of the modem signal around 1200 and 2400 hertz.
Nach
dem Filtern wird das Signal durch einen Faktor von 20 dezimiert,
um die Abtastwerte auf 27 Abtastwerte pro Rahmen zu verkleinern.
Die jeweiligen Gleichphasen-Quadraturabtastwerte
werden mit einem adaptiven PCM-Codierer in 32 Pegeln quantisiert.
Dies führt
zu 27 fünf
Bit-quantisierten Darstellungen
D1–D54
der dezimierten Abtastwerte für
jede der jeweiligen Gleichphasen- und Quadraturkomponente zusammen
mit einem 8 Bit-Quantisierungs-Verstärkungsfaktor
G. Diese Information zusammen mit dem 16-Bit eindeutigen Wort U, einem vier Bit-Fehler-Prüfcode C
und 12 nicht verwendeten Bits X wird in einen 41 Byte-Rahmenaufbau zur Übertragung
im ausgewählten
Zeitschlitz des ausgesuchten Frequenzkanalpaars formatiert, über den
die Funktelekommunikationen durchgeführt werden.
Im
Empfangsende wird der empfangene 41 Byte-Rahmen in die jeweiligen
27 fünf
Bit quantisierten Abtastwerte für
die Gleichphasen- und Quadraturkomponente und die 8 Bit-Quantisierungsverstärkung G
getrennt. Die codierten fünf
Bit-quantisierten Abtastwerte werden in Übereinstimmung mit dem Quantisierungsverstärkungsfaktor
G decodiert, um zu 27 8-Bit-Signal-Abtastwerte zu führen, die
von der Information her der jeweiligen dezimierten Gleichphasen-
und Quadratur-Signalkomponente
entsprechen. Die decodierten Abtastwerte werden durch einen Faktor
von 20 interpoliert, um zu 540 Abtastwerten pro Rahmen zu führen. Diese
Abtastwerte werden wiederum entsprechend mit cos(Ωt) und sin(Ωt) vermischt
und dann Tiefpaß-gefiltert,
indem dasselbe Filterniveau (700 Hz) wie im Sender verwendet wird. Danach
werden die vermischten und gefilterten decodierten Signale
Das
eindeutige Wort
Ein
Funktelekommunikationssystem aus dem Stand der Technik wie beispielsweise
das im US-Patent Nr.4.675.863 beschriebene, kann sofort modifiziert
werden, um das erfinderische Kompressionsverfahren zu verwenden.
Im
allgemeinen verwendet der CSP
Vorzugsweise verwendet das Funktelekommunikationssystem in der Kompressionsverarbeitung der Kommunikationssignale ein gewünschtes Voicesignal-Kompressionsverfahren wie beispielsweise RELP als Vorgabezustand. Dies ist bevorzugt, da zu Beginn der Fax- und Modemübertragung ein Standard-Echo-Lösch-Sperrton entweder bei 2225 oder 2100 Hz erzeugt wird.Preferably uses the radio telecommunication system in the compression processing of Communication signals a desired Voice signal compression method such as RELP as the default state. This is preferred there at the beginning of the fax and modem transmission a standard echo canceling pause sound either at 2225 or 2100 Hz is generated.
Der
Kompression-Auswahlprozessor
Nach
dem Schalten aus dem Voice-Zustand verarbeitet das System anfänglich die
Kommunikationssignale mit dem Fax-CODEC
Das
FSK-Signal wird auf die folgende Art erfaßt. Eine LPC-Analyse zweiten
Grades wird am Signal durchgeführt,
das 2 Reflexionskoeffizienten erzeugt. Jeder Reflexionskoeffizient
wird mit dem entsprechenden Koeffizienten mit den vorhergehenden 3
Rahmen gemittelt. Wenn der Mittelwert der Koeffizienten innerhalb
des Satzes vorbestimmter Grenzen fällt, wird die Faxübertragung
erfaßt
und die Verarbeitung schreitet in Übereinstimmung mit dem Fax-CODEC
Bei
der Erfassung des Sperrtons und der Abwesenheit der FSK-Signalerfassung
wird das Ursprungs-Modem CODEC
Zusätzlich zur Überwachung
des Übertragungsrichtung-Kommunikationssignal
Obwohl das vorliegende Datenkompressionsverfahren in Verbindung mit einem spezifischen Funktelekommunikationssystem in einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, kann sie sofort in Zusammenhang mit anderen Systemen angepaßt werden, worin Parameter, Frequenzen, das Trägermedium, die Rahmentaktung und -struktur verändert werden. Zusätzlich wurden die im Datenkompressionsverfahren verwendeten Parameter unter Bezugnahme zur Kompatibilität mit den im US-Patent 4.675.863 beschriebenen Systemen bestimmt. Es ist möglich, weitere Sätze von Parametern zu formulieren, die wirksam die Kompression des Kommunikationssignals in Übereinstimmung mit der offenbarten Erfindung erlauben werden, die in Übereinstimmung mit den offenbarten Verfahren in von der Information her entsprechende Datensignale decodiert werden können.Even though the present data compression method in conjunction with a specific radio telecommunication system in a preferred embodiment described, it can be immediately related to other systems customized in which parameters, frequencies, the carrier medium, the frame timing and structure changed become. additionally the parameters used in the data compression method were referenced for compatibility with the systems described in U.S. Patent 4,675,863. It is possible, more sentences to formulate parameters that effectively affect the compression of the communication signal in accordance with the disclosed invention, in accordance with the disclosed method in the information corresponding Data signals can be decoded.
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